Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn ĐKLG hệ thống khoan nhiều lỗ
Đồ án điều khiển logic 1 A- MỞ ĐẦU Là sinh viên năm thứ 4 chúng em đã có cơ hội được học và hiểu hơn các vấn đề chuyên ngành gắn với thực tiễn,ngoài việc học lý thuyết các đồ án môn học là một điều quan trọng giúp cho chúng em có thể hiểu hơn về lý thuyết môn học cũng như là hiểu được các ứng dụng trong thực tế.Học kỳ này chúng em được làm đồ án môn học Điều Khiển Logic,dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Dương Minh Đức chúng em đã có thể hoàn thành tốt .Đồ án chúng em gồm các phần: Chương 1: Phân tích và giới thiệu công nghệ Chương 2: Thiết kế sơ đồ nguyên lý Chương 3 : Lựa Chọn Thiết Bị Chương 4: Sơ đồ thiết kế và sơ đồ lắp ráp Đồ án chúng em còn nhiều sai xót mong các thầy có thể giúp em hoàn thiện hơn nữa! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 19 tháng 12 năm 2011 Lý Bá Biên Đồ án điều khiển logic 2 Chương 1: Phân tích và giới thiệu công nghệ. 1.1 Giới thiệu công nghệ khoan. Từ lâu để đáp nhu cầu ngày càng lớn sản phẩm từ khoan ,máy khoan được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy cơ khí.Bên cạnh các máy móc cơ khí khác như các máy tiện máy doa,máy bào giường,bào xọc,…dần dần được tự động hoá theo một dây chuyền ngày càng hiện đại.Các máy khoan cũng được tự động hóa theo dây chuyền nhằm nâng cao năng suất và giảm sự nặng nhọc cho người công nhân. Hình 1.1 Sơ đồ khoan tự động Trong môi trường làm việc cơ khí nặng nhọc,công nghệ khoan đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật: -Khoan làm việc ổn định, chắc chắn,tin cậy. -Tần số làm việc lớn,năng suất cao. -Khả năng tự động hóa tối đa,làm việc theo một chu trình logic khép kín. -Hệ thống phải dễ lắp đặt,dễ kiểm tra dám sát,cũng như dễ bảo dưỡng,sửa chửa khi có sự cố. -Hệ thống vận hành phải đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế,đáp ứng sự cạnh tranh về mặt giá cả. Đồ án điều khiển logic 3 1.2 Nguyên lý hoạt động của sơ đồ: Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ khoan tự động Khi cảm biến P có tín hiệu,nghĩa là thanh gỗ đã ở vị trí xác định. -Đầu tiên pitton D đẩy về phía trước,thực hiện nguyên công D+ và kẹp chặt thanh gỗ . -Khi pitton D chạm cảm biến d1,piton E thực hiện nguyên công E+ đẩy về phía trước. -Khi piton E chạm cảm biến e1,piton B thực hiện nguyên công B+ đẩy về phía trước. -Khi pitton B chạm cảm biến b1,pitton A thực hiện nguyên công A+,đồng thời mũi khoan cũng được khoan xuống. -Khi pitton A chạm cảm biến a1,pitton A thực hiện nguyên công A-,đồng thời mũi khoan được kéo lên. -Khi pitton A chạm cảm biến a0,pitton B thực hiện nguyên công B-,kéo pitton B về. - Khi pitton B chạm cảm biến b0,pitton D thực hiện nguyên công D-,kéo pitton D về. -Khi pitton D chạm cảm biến d0,pitton E thực hiện nguyên công E-,kéo pitton E về. Chu trình cứ lặp lại như thế cho đến khi ấn nút dừng khẩn cấp,dừng chu trình. Đồ án điều khiển logic 4 Chương 2: Thiết kế sơ đồ nguyên lí 2.1 Yêu cầu thiết kế: Trong dây chuyền sản xuất công nghiệp,các thiết bị máy móc thường hoạt động theo một logic chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm,an toàn cho người và thiết bị.Cấu trúc làm việc trình tự của dây chuyền đã đưa ra yêu cầu cho điều khiển là điều khiển sự hoạt động chặt chẽ thống nhất của dây chuyền đồng thời cũng gợi ý cho ta sự phân nhóm logic trình tự bởi các tập hợp con của máy móc và các thuật toán. Khi thiết kế hệ thống phải tính toán đến các phương thức làm việc khác nhau để đảm bảo an toàn và xử lý kịp thời các hư hỏng trong hệ thống.Phải luôn có phương án can thiệp trực tiếp của người vận hành đến việc dừng máy khẩn cấp …Sau đây ta sẽ trình bày phương pháp ma trân trạng thái để thiết kế sơ đồ nguyên lý cho công nghệ trên. 2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý bằng phương pháp ma trận trạng thái. 2.2.1 Giới thiệu phương pháp ma trận trạng thái Khi gặp những đối tượng công nghệ mới,người đặt hàng thường chỉ nêu những yêu cầu của đối tường cần thỏa mãn.Những yêu cầu đó thể hiện các trạng thái của hệ thống cần có theo công nghệ.Vì vậy một cách tốt nhất và ít sai sót nhất là ghi chép lại tất cả các yêu cầu đặt hàng đó thành một bảng kèm theo sự sắp xếp hợp lí,khoa học.Bảng thống kê đó gọi là bảng trạng thái,nó thể hiện mối quan hệ giữa các tín hiệu vào ở các trạng thái bất kì nào của hệ.Trong bảng bao gồm các cột: Trạng thái của hệ biểu thị các mệnh đề nói rõ về công nghệ hoặc những nguyên công mà máy cần thỏa mãn.Số hàng của bảng chỉ rõ trạng thái của hệ. Cột các tín hiệu vào bao gồm những cột chứa các tổ hợp logic các tín hiệu đưa vào hệ điều khiển.Những tín hiệu này bao gồm những tín hiệu phát lệnh điều khiển của mạch vận hành,của thiết bị chương trình hoặc những tín hiệu phát ra. 2.2.2 Lập graph chuyển trạng thái: Gọi a là tín hiệu điều khiển nguyên công A+,A- a=0 kể từ khi a0 tác động đến khi a1 tác động. a=1 kể từ khi a1 tác động đến khi a0 tác động. Gọi b là tín hiệu điều khiển nguyên công B+,B- b=0 kể từ khi b0 tác động đến khi b1 tác động b=1 kể từ khi b1 tác động đến khi b0 tác động Gọi e là tín hiệu điều khiển nguyên công E+,E- e=0 kể từ khi e0 tác động đến khi e1 tác động e=1 kể từ khi e1 tác động đến khi e0 tác động Gọi d là tín hiệu điều khiển nguyên công D+,D- d=0 kể từ khi d0 tác động đến khi d1 tác động d=1 kể từ khi d1 tác động đến khi d0 tác động Đồ án điều khiển logic 5 Với qui ước như vậy,bài toán ở đây có bốn biến điều khiển a,b,d,e và 8 biến ra là các nguyên công A+,A-,B+,B-,D+,D-,E+,E-. ݒà ݎܽ = ܾܽ݀݁ ܣ ା ܣ ି ܤ ା ܤ ି ܦ ା ܦ ି ܧ ା ܧ ି Graph ma trận trạng thái: ଵ → ଵ ଵ → ଵଵ ଵ → ଵଵଵ ଵ → ଵଵଵଵ ଵ 0001 00000001 < − 0011 00000010 < − 0111 00010000 2.2.3.Lập ma trận chuyển vị MI Từ Graph trạng thái ở trên ta lập bảng ma trận chuyển vị MI như sau Bảng ma trận chuyển vị MI TT Tín hiệu đầu vào abde Chuyển động đầu ra 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 A + A - B + B - D + D - E + E - 1 (1) 2 0 0 0 0 1 0 0 0 2 3 (2) 0 0 0 0 0 0 1 0 3 (3) 4 0 0 1 0 0 0 0 0 4 (4) 5 1 0 0 0 0 0 0 0 5 6 (5) 0 1 0 0 0 0 1 0 6 7 (6) 0 0 0 0 1 0 0 0 7 8 (7) 0 0 0 0 0 0 1 0 8 1 (8) 0 0 0 0 0 0 0 1 Đồ án điều khiển logic 6 2.2.4.Lập ma trận chuyển vị MII Rút gọn các trạng thái Tín hiệu đầu vào abde 000 0 000 1 001 1 001 0 011 0 011 1 010 1 010 0 110 0 110 1 111 1 111 0 101 0 101 1 100 1 100 0 (1)+(2)+(3)+(4)+ (8) (1) (8) (3) (2) (4) 5 (5)+(6)+(7) 8 (7) (6) (5) Ta thấy đầu ra của các trạng thái là khác nhau, vì thế dựa vào bảng ma trận chuyển vị MII ta chọn một biến trung gian X=1 với các trạng thái (5)+(6)+(7).Và X=0 với các trạng thái (1)+(2)+(3)+(4)+(8) 2.2.5.Lập ma trận cho biến trung gian và các biến đầu ra: Bảng trạng thái của biến đầu ra X 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 Suy ra : X=Xd +a Bảng trạng thái của biến đầu ra A+ 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 0 1 1 0 0 Suy ra : A+= bX Bảng trạng thái của biến đầu ra A- 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 Suy ra : A- = a X abde X abde X abde 1 0 0 Đồ án điều khiển logic 7 Bảng trạng thái của biến đầu ra B+ 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 Suy ra : B+ = X*b*d*e Bảng trạng thái của biến đầu ra B- 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 Suy ra : B- = X*a*b Bảng trạng thái của biến đầu ra D+ 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 Suy ra : D+ = d*e Bảng trạng thái của biến đầu ra D- 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 Suy ra : D- = X*b X abde X abde X abde X abde 0 0 1 0 Đồ án điều khiển logic 8 Bảng trạng thái của biến đầu ra E+ 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 Suy ra : E+ = d*e Bảng trạng thái của biến đầu ra D- 0000 0001 0011 0010 0110 0111 0101 0100 1100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 Suy ra : E- = d*e 2.3 Thuyết Minh sơ đồ -Khi cảm biến p nhận tín hiệu tức là thanh gỗ đã được đặt vào đúng vị trí,thì bắt đầu chu trình làm việc: -Ban đầu khi cảm biến po nhận tín hiệu tức là thanh gỗ đã được đặt vào vị trí thì cuộn dây p(3-2) có điện tiếp điểm p(1-3) và p(1-5) được đóng lại,khi đó cuộn N (17-2 ) có điện làm cho van 3/2 ở mạch lực đóng lại. -Hoạt động: nhấn start (5-7) cuộn dây ST(9-2) có điện các tiếp thường đóng ST mở ra và các tiếp điểm thường mở ST đóng lại,cuộn N(17-2 ) mất điện khí được cấp vào phân phối đến các van 7/5/2 đồng thời D+(77-6) có điện làm cho tiếp điểm D+(119-102) đóng lại pittong D thực hiện chu trình D+, khi cảm biến d1 tác động thì cuộn d(43-2) có điện làm cho tiếp điểm d(13- 75) mở ra và cuộn D+(77-6) mất điện kết thúc quá trình D+ và tiếp điểm d(13-83) đóng lại cuộn E+(85-10) có điện và tiếp điểm E+(109-102) đóng lại pittong E thực hiện chu trình E+ cho đến khi cảm biến e1 tác động thì cuộn dây e(47-2) và e’(47-2) có điện làm cho tiếp điểm e(83-85) mở ra cuộn E+(85-10) mất điện kết thúc quá trình E+,đồng thời tiếp điểm e(65-67) đóng lại cuộn B+(67-4) có điện làm cho tiếp điểm B+(107-102) có điện pittoong B thực hiện chu trình B+,khi cảm biến b1 tác động thì cuộn b(39-2) có điện làm tiếp điểm b(61-63) và b’(61-63) mở ra ,cuộn B+(67-4) mất điện,pittong B kết thúc chu trình B+,đồng thời A+(55-4) có điện làm cho tiếp điểm A+ ở mạch lực đóng lại pittong A thực hiện chu trình A+ và động cơ quay thuận, khi cảm biến a1 tác động cuộn a(35-2) có điện làm cho tiếp điểm a(13-51) X abde X abde 0 0 Đồ án điều khiển logic 9 đóng lại và cuộn X(51-2) có điện làm cho tiếp điểm X(53-55) mở ra kết thúc quá trình A+, khi đó A-(59-2) có điện làm cho các tiếp điểm A-ở mạch lực đóng lại và thực hiện chu trình A- và động cơ quay ngược ,cho đến khi a0 tác động khi đó cuộn a(35-2) mất điện làm cho tiếp điểm a(13-57) mở ra và cuộn A-(59-2) mất điện kết thúc quá trình A-, đồng thời a(13-69) đóng lại làm cho B- có điện pittong B thực hiện chu trình B- cho đến khi b0 tác động cuộn b(39-2) và b’(39-2) mở ra làm tiếp điểm b(79-81) đóng lại D- (81-2) có điện và pittong D thực hiện chu tình D-,cho đến khi bo tác động cuộn d(43-2) và d’(43-2) mất điện làm tiếp điểm d(13-87) đóng lại pitong E thực hiện chu trình E – cho đến khi e0 tác động .các chu trình sau lặp lại như cũ. -Stop: nhấn Stop(7-9) khi đó ST mất điện tiếp điểm ST(11-7) mở ra và ST(5-15) đóng lại cuộn N(17-2) có điện làm cho tiếp điểm N ở mạch lực đóng lại van 3/2 khóa lại và các pittong dừng lại . -Reset: nhấn reset(15-13) khi đó cuộn RS1(19-2) RS2(19-2),RS3(19-2) có điện làm tiếp điểm RS1(15-13) đóng lại và tiếp tiểm RS2 đóng lại ,tiếp điểm thường đóng RS3 mở ra các pittong chỉ thực hiện chu trình E-,B-,D-,A-.về trạng thái ban đầu. -Dừng chu trình.nhấn DCT(13-31) cuộn CT1(31-2) có điện làm tiếp điểm CT1(13-21) đóng lại khi các cảm biến a0,b0,d0,e0 cùng tác động thì CT2(29-2) có điện làm tiếp điểm CT2(5- 11) mở ra và cuộn N có điện van 3/2 khóa lại các pittong trở về trạng thái ban đầu. Đồ án điều khiển logic 10 . khiển logic 2 Chương 1: Phân tích và giới thiệu công nghệ. 1.1 Giới thiệu công nghệ khoan. Từ lâu để đáp nhu cầu ngày càng lớn sản phẩm từ khoan ,máy khoan. điều khiển logic 12 3.2. Chọn van phôi Ta chọn van phân phối lo i CPE14-MIBH-5J-1/8 (có hình vẽ ở dưới) của hãng Festo (Đức). Đây là lo i van 5/2 điều
